摘要：随着人们生活的快节奏化发展，人们对家居门禁的安全性要求越来越高。本文采用AT89S52单片机为核心，以嵌入式Linux系统为开发平台，采用博创科技公司的UP-TECHPXA270A作为主控制端，采用西门子公司TC35i系列的GSM模块作为无线传输端设计了一款灵活、便捷、成本低廉的智能门禁系统。该系统既可以在控制终端进行监控，同时又能实时进行手机短信的信息提示，对当今人们就安全性方面的考虑很全面，是一款值得推广的系统。

随着社会经济、生活水平的发展，及电子芯片的高度集成化和生物识别技术的发展，智能化程度大大提高，人们对家居的安全性、舒适度的要求越来越高。原来的电子磁卡锁，电子密码锁等电子门禁系统等已不能很好地满足人们对安全、便捷、人性化的需求。而目前市场上大多数的门禁系统都采用有线的方式，有线通信具有安全、稳定性好、易于实现等优点：但同时有线通信方式安装成本高、灵活性差、施工难度大、无法移动、变更余地小、维护费用高、覆盖面积小、扩展困难等缺陷。随着通信技术的发展，无线通信网络进入了一个新的天地。采用无线的传输方式，能够克服上述缺陷。因此开发一款灵活、便捷、成本低廉的智能门禁系统就显得很有应用价值。本文以AT89S52为核心结合控制电路，采用无线传输的方式设计一款智能化的智能家居门禁系统。

1 智能家居门禁系统平台的搭建

1.1 嵌入式Linux系统开发平台的构建

系统采用博创科技公司推出的高端嵌入式教学科研平台UP-TECHPXA270A作为主控制端，UP-TECHPXA270A基于Intel Xscale架构的嵌入式微处理器，最高主频可达624 MHz，稳定运行在520 MHz，采用13x13 mm VFBGA封装，加入Wireless MMX技术，主频内部集成iwmmx指令，加速处理器对多媒体数据的处理速度。该平台主要是面向计算机、软件专业的高端平台，可运行Linux 2.4.x和Linux 2.6.x内核，支持QT /E、miniGUI等嵌入式图形界面，提供完整的驱动和应用程序，UP-TECHPXA270A开发板提供了丰富的gpio口，可以达到对智能门禁系统的模拟控制。同时采用便于软件安装升级的Linux系统，建立基本开发环境。

1.2 门禁系统中单片机的选择

本系统选用ATMEL公司生产的AT89S52单片机，其CPU采用与MCS-51兼容的结构和指令系统。AT89S52是一款带有8 kB可在线编程Flash存储器的低功耗、高性能8位CMOS微控制器。它采用Atmel的高密非易失存储制造技术并与工业标准的80C51指令集和引脚结构相兼容。AT89S52还提供以下标准功能：8 KB的Flash存储器、256字节RAM、32根I/O引线、看门狗定时器、两个数据指针、3个16位定时器/计数器、一个六向量两级中断结构、一个全双工通讯端口、片内振荡器和时钟电路。上述这些功能可很好地满足系统硬件部分的设计要求。

1.3 GSM模块

采用西门子公司TC35i系列GSM模块，TC35i模块是一款支持中文短信息的工业级的新版GSM模块，工作在EGSM900和GSM1800双频段，电源范围为直流3.3～4.8 V，休眠状态电流消耗为3.5 mA，空闲状态为25 mA，发射状态为300 mA(平均)，峰值为2.5 A;可传输语音和数据信号，功耗在EGSM900(4类)和GSM1800(1类)分别为2 W和1 W，通过接口连接器和天线连接器分别连接SIM卡读卡器和天线。SIM电压为3 V/1.8 V，TC35i通过AT命令可双向传输指令和数据，可选波特率为300 b/s～115 kb/s，自动波特率为1.2～115 kb/s。它支持Text和PDU格式的SMS(Shoa Message Selvice，短消息)，可通过AT命令或关断信号实现重启和故障恢复。

当门禁系统密码不正确，或键盘连续输入出错超过上限时，门禁系统会发出信号送至控制器，同时通过GSM模块进行数据传输，达到报警和预警的功能。

2 门禁系统设计

数字技术网络技术飞速发展的今天门禁技术得到了迅猛的发展。门禁系统早已超越了单纯的门道及钥匙管理，它已经逐渐发展成为一套完整的出入管理系统。

本门禁系统主要由单片机来控制，采用AT89S52系列芯片由单片机系统、矩阵键盘、报警电路、LED指示灯显示、主控制端PXA270、GSM模块、电源以及其他周边设备组成。

2.1 门禁系统的总体设计

本系统(如图1所示的总体设计图)以单片机作为门禁终端，并配合显示屏进行密码输入与修改。如果密码错误，则会给主控模块发送消息，弹出对话框，同时通过GSM模块给主人发送短信，进行预警或报警。

2.2 门禁系统的平台搭建

本系统开发在linux系统环境下，是在win7系统上安装VMware7.0，分出大约20 G硬盘空间，512 M内存。Linux系统选用Fedora12;安装VMware的时候注意选择磁盘路径，Fdora12选择默认安装。

Fedora12汉化说明：

系统语言配置文件/etc/sysconfig/i18n

系统用户有自己的语言配置

如果想使每个系统用户有各自不同的语言环境;可以在当前用户目录下建一个.i18n的文件;比如想让fedora，这个用户登录中文桌面环境，只要在fedora这个用户下建一个i18n的文件即可，内容如下：

LANG=“zh CN.UTF-8”

SYSFONT=“latarcvrheb-sun16”

SUPPORTED=“zh CN.UTF-8：zh CN：zh”

退出保存;然后运行重启，第二次登录桌面环境就能看到中文了。

2.3 门禁系统电路设计

系统能完成开锁、修改密码、当操作错误的次数大于系统设置的极限时，系统在报警的同时还会锁定系统以加强密码锁的安全性，系统还具有结电和掉电保护等功能。门禁系统电路原理图如图2所示，其中各功能模块的电路如图3所示。

2.4 GSM模块电路设计

该模块采用TC35模块，其有40个引脚，通过一个ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座)连接器引出。如下图4所示GSM模块电路图，这40个引脚可以划分为5类，即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。当输入的门禁系统密码不正确，或键盘连续输入出错超过上限时，门禁系统会发通过GSM模块进行数据传输，达到报警和预警的功能。

3 智能家居门禁系统终端控制显示

本系统以单片机作为门禁终端，并配合显示屏，进行密码输入与修改。如果密码错误，则会给主控模块发送消息，弹出对话框，同时给主人发送短信，提示家中有人来。

当输入密码三次错误或修改密码三次错误时，给主人手机发送短信息，内容如下：

Warning：Someone tried 3 times to open the door but faild.

当输入密码正确时，给主人手机发送短信息，内容如下：

InFo：The door is open.

当修改密码成功时，给主人手机发送短信息，内容如下：

InFo：The password reset success.

4 结论

本系统采用嵌入式技术，以linux系统为开发平台，采用AT89S52系列芯片和外围控制电路设计了一款智能的门禁系统，同时系统采用GSM模块进行无线数据传输，保证了系统设计的灵活性、安全性。在当今快节奏的生活中，这款系统一方面可以方便小区物业集中进行小区管理，也可便于业主及时通过短信提示对家里的安全进行监测，解决了人们因早出晚归担心家里安全的考虑。